基于多核dsp的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，首先需要在多核DSP系統(tǒng)內(nèi)建立公共的任務(wù)池，所有參與運(yùn)算的核通過(guò)算法調(diào)度，從公共的任務(wù)池中取走相應(yīng)的任務(wù)分別進(jìn)行計(jì)算。將任務(wù)分為：均等任務(wù)，遞增任務(wù)，遞減任務(wù)和無(wú)規(guī)則隨機(jī)任務(wù)。自適應(yīng)調(diào)度過(guò)程分三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：1.先將整個(gè)任務(wù)的前一部分平均分配給多個(gè)處理器核進(jìn)行處理，計(jì)算每個(gè)核所負(fù)責(zé)的任務(wù)的平均處理時(shí)間，推測(cè)任務(wù)類型。2.依據(jù)推測(cè)出任務(wù)的類型，選取對(duì)應(yīng)的調(diào)度策略，直到任務(wù)池中的任務(wù)都被取走。3.先完成任務(wù)的核將找到當(dāng)前剩余任務(wù)最多的核的任務(wù)池中，分擔(dān)工作量。此方法能夠根據(jù)不同任務(wù)的特點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)度，盡可能使得任務(wù)均衡地分配給多個(gè)處理器核，提高整體的計(jì)算性能。
【專利說(shuō)明】基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多核DSP中的任務(wù)調(diào)度方法，屬于信息【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)并行化研究始于20世紀(jì)70年代，歷經(jīng)自動(dòng)向量化、循環(huán)級(jí)自動(dòng)并行化、過(guò)程級(jí)自動(dòng)并行化等幾個(gè)階段，每個(gè)階段的發(fā)展都體現(xiàn)了人們對(duì)程序并行特性理解的不斷深入。通過(guò)對(duì)向量化編程規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，人們提出了依賴關(guān)系分析理論，從而完成了串行程序的自動(dòng)向量化。隨著自動(dòng)向量化技術(shù)的成功應(yīng)用，研究人員把注意力轉(zhuǎn)向共享內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化并行化，并取得了一定的成功。但是，如何把數(shù)據(jù)分發(fā)到多個(gè)處理器上去以充分發(fā)掘程序的并行性、減少通信成本，是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題。
[0003]在多核DSP的任務(wù)并行中，最困難的問(wèn)題之一是在保持所有節(jié)點(diǎn)或處理器負(fù)載均衡的同時(shí)最小化通信和同步的開(kāi)銷。在共享內(nèi)存體系中，所有處理機(jī)對(duì)主存擁有相同的訪問(wèn)延遲和貸款，不存在因處理器訪問(wèn)不同位置的數(shù)據(jù)帶來(lái)的通信開(kāi)銷。任務(wù)調(diào)度對(duì)于負(fù)載均衡和額外開(kāi)銷具有非常重要的影響。其調(diào)度策略直接影響著系統(tǒng)資源的利用率和并行效率。
[0004]任務(wù)調(diào)度的研究包括平衡負(fù)載、同步開(kāi)銷和通信開(kāi)銷。在很多共享內(nèi)存多處理器系統(tǒng)中，一個(gè)單獨(dú)的準(zhǔn)備隊(duì)列是處理調(diào)度常用機(jī)制。負(fù)載平衡是該單獨(dú)準(zhǔn)備隊(duì)列處理機(jī)制的焦點(diǎn)，且單個(gè)準(zhǔn)備隊(duì)列容易造成競(jìng)爭(zhēng)和同步開(kāi)銷，成為性能瓶頸。為并行任務(wù)選擇合適的調(diào)度策略能夠獲得很大的性能收益。
[0005]常見(jiàn)的負(fù)載均衡調(diào)度有兩種方法一靜態(tài)調(diào)度與動(dòng)態(tài)調(diào)度。
[0006]靜態(tài)調(diào)度是在編譯時(shí)，將任務(wù)平均分配到各個(gè)線程上。而動(dòng)態(tài)調(diào)度是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地將任務(wù)分配給空閑線程，但是，這將會(huì)花費(fèi)一定的調(diào)度開(kāi)銷。
[0007]現(xiàn)有的大多數(shù)任務(wù)調(diào)度算法，都需要在編碼的過(guò)程中就確認(rèn)任務(wù)的調(diào)度策略，一旦確定不能修改，這將直接導(dǎo)致任務(wù)調(diào)度的策略死板，不靈活。并且在討論任務(wù)調(diào)度方法時(shí)，許多方法都是默認(rèn)為所有任務(wù)的計(jì)算量都是相同的進(jìn)行調(diào)度，鮮有對(duì)任務(wù)的計(jì)算量不同時(shí)的情況進(jìn)行探討，對(duì)任務(wù)計(jì)算量不同時(shí)的解決方案也只是簡(jiǎn)單地采取通過(guò)某些算法將任務(wù)遞減地分配給處理器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有調(diào)度方法的不足，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)的任務(wù)調(diào)度方法，采用良好的調(diào)度策略對(duì)并行任務(wù)進(jìn)行合理的劃分，在調(diào)度開(kāi)銷以及負(fù)載均衡方面獲得更好的權(quán)衡，以提高多核的并行計(jì)算性能。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本方法在多核DSP系統(tǒng)內(nèi)建立一個(gè)公共的任務(wù)池，所有參與運(yùn)算的處理器核通過(guò)算法調(diào)度從公共任務(wù)池中取走相應(yīng)的任務(wù)分別進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)每個(gè)處理器核中都有一個(gè)共享的任務(wù)池，存放當(dāng)前需要執(zhí)行的任務(wù)；將任務(wù)分為4種類型:
[0010](I)均等任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量基本相同；[0011](2)遞增任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量隨著任務(wù)的進(jìn)行而遞增；
[0012](3)遞減任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量隨著任務(wù)的進(jìn)行而減少；
[0013](4)無(wú)規(guī)則隨機(jī)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量無(wú)明顯規(guī)律；
[0014]整個(gè)自適應(yīng)調(diào)度過(guò)程分三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn):
[0015]a.先將整個(gè)任務(wù)的前一部分(如任務(wù)的前50% )平均分配給多個(gè)處理器核進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程中由任務(wù)計(jì)數(shù)器與計(jì)時(shí)器對(duì)任務(wù)的運(yùn)行狀況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)；當(dāng)其中有一個(gè)處理器核完成分配到的任務(wù)之后，則開(kāi)始對(duì)當(dāng)前所有處理器核中的結(jié)果進(jìn)行分析:計(jì)算每個(gè)處理器核所負(fù)責(zé)的任務(wù)的平均處理時(shí)間
【權(quán)利要求】
1.基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征是:在多核DSP系統(tǒng)內(nèi)建立一個(gè)公共的任務(wù)池，所有參與運(yùn)算的處理器核通過(guò)算法調(diào)度從公共任務(wù)池中取走相應(yīng)的任務(wù)分別進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)每個(gè)處理器核中都有一個(gè)共享的任務(wù)池，存放當(dāng)前需要執(zhí)行的任務(wù)；將任務(wù)分為4種類型: (1)均等任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量基本相同； (2)遞增任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量隨著任務(wù)的進(jìn)行而遞增； (3)遞減任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量隨著任務(wù)的進(jìn)行而減少； (4)無(wú)規(guī)則隨機(jī)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的計(jì)算量無(wú)明顯規(guī)律； 整個(gè)自適應(yīng)調(diào)度過(guò)程分三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn): a.先將整個(gè)任務(wù)的前一部分平均分配給多個(gè)處理器核進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程中由任務(wù)計(jì)數(shù)器與計(jì)時(shí)器對(duì)任務(wù)的運(yùn)行狀況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)；當(dāng)其中有一個(gè)處理器核完成分配到的任務(wù)之后，則開(kāi)始對(duì)當(dāng)前所有處理器核中的結(jié)果進(jìn)行分析:計(jì)算每個(gè)處理器核所負(fù)責(zé)的任務(wù)的平均處理時(shí)間，η為參與任務(wù)運(yùn)算的處理器核的個(gè)數(shù)，再根據(jù)計(jì)算出來(lái)的平均時(shí)間，推測(cè)任務(wù)的類型； b.對(duì)接下來(lái)還未開(kāi)始計(jì)算的任務(wù)，依據(jù)推測(cè)出任務(wù)的類型，選取對(duì)應(yīng)的調(diào)度策略進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)態(tài)分配，直到公共任務(wù)池中的任務(wù)都被取走為止:對(duì)均等任務(wù)類型，每個(gè)處理器核分配相同的數(shù)量的任務(wù)；對(duì)遞增任務(wù)類型，為每個(gè)處理器核分配的任務(wù)數(shù)量滿足遞減的趨勢(shì)；對(duì)遞減任務(wù)類型，為每個(gè)處理器核分配的任務(wù)數(shù)量滿足遞增的趨勢(shì)；對(duì)隨機(jī)任務(wù)類型，為每個(gè)處理器核分配均等大小的小塊的任務(wù)； c.先完成任務(wù)的處理器核將找到當(dāng)前剩余任務(wù)最多處理器核的任務(wù)池中，進(jìn)行任務(wù)竊取，幫助未完成任務(wù)的處理器核分擔(dān)工作量，以實(shí)現(xiàn)平衡；如此反復(fù)直到最終所有任務(wù)都被完成為止。
2.如權(quán)利要求1所述基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征是，步驟a中先將整個(gè)任務(wù)的前50%平均分配給多個(gè)處理器核進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求1所述基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征是，步驟c所述任務(wù)竊取將剩余任務(wù)最多處理器核的任務(wù)池中的1/3任務(wù)取走進(jìn)行處理。
4.如權(quán)利要求1所述基于多核DSP的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征是，步驟b中，對(duì)均等任務(wù)類型，每個(gè)處理器核分配到的任務(wù)數(shù)均為
【文檔編號(hào)】G06F9/50GK103942109SQ201410185521
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】王豐, 李功燕 申請(qǐng)人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心